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捕获Hi-C技术源于染色体构象捕获(Chromosome Conformation Capture—3C)技术,将Hi-C技术与杂交捕获技术相结合,用更小的数据量获取更高分辨率的染色质三维结构信息,并可以与ChIP-seq、转录组数据联合分析,从基因调控网络和表观遗传网络来阐述生物体性状形成的相关机制。


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捕获Hi-C鉴定结直肠癌风险位点的相互作用

 

Capture Hi-C identifies the chromatin interactome of colorectal cancer risk loci


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设计思路


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研究结果

捕获Hi-C应用于结直肠癌风险位点

选取3个结直肠癌细胞系LS174T、LoVo 、Colo205 ,设计RNA探针捕获结直肠癌14个风险位点(1q41, 3q26.2, 8q23.1, 8q24.21, 10p14, 11q23, 12q13, 14q22.2, 15q13, 16q22.1, 18q21.1, 19p13.1, 20p12.3 ,20q13.33)及其互作区域,风险位点区域4.68MHi-C文库测序后,一端比对到风险位点区域,另一端比对到其互作区域,将bin划为9kb3kb进行互作分析。


特异风险位点的相互作用

目前研究最透彻的癌症风险位点是 8q24.21 (rs6983267),如下面热图,显示包含此风险位点的富集区域的相互作用。

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图1  8q24.21捕获区域的9kb分辨率相互作用热图


在8q24.21观察到的大部分相互作用,特别是已知的rs6983267和MYC的相互作用,出现在一个单独的染色质相互作用区域。此外,鉴定了MYC的长链非编码RNA CCAT1 是一个上游调控元件。CCAT1-L,结直肠癌特异的lncRNA、和CCAT1 的lncRNA是同一类型,通过染色体折叠与MYC基因启动子形成环调控MYC转录。


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图2 8q24风险位点的综合注释

4C-seq、FISH验证

为了证实3q26.2, 8q24.21, 11q23 ,14q22.2 风险位点cHi-C结果的正确性,用4C-seq在三个结直肠癌细胞系CoLo205、LoVo、LS174T 中检验近距离的順式互作(20个互作);结果显示与捕获Hi-C结果一致。此外,用FISH验证7个远程的順式互作、7个反式互作,结果显示与捕获Hi-C一致。


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图3 4C-seq、FISH验证


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研究结论


结直肠癌风险位点的相互作用优先比对到调控元件上,这和很多结直肠癌共有的易感位点影响转录调控网络是一致的。相对于传统Hi-C,捕获Hi-C有效分辨率的显著提高使我们可以鉴定相互作用区域和改善联合信号的发现。与传统的高分辨率技术相结合,捕获Hi-C使特定相互作用区域的发现成为可能。本研究为进一步研究复杂疾病的GWAS信号提供了依据。


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参考文献


Jäger R, Migliorini G, Henrion M, et al. Capture Hi-C identifies the chromatin interactome of colorectal cancer risk loci[J]. Nature Communications, 2015, 6.

Q Hi-C 需不需要做重复?


A理论上是需要做 3 个重复的,但是从成本角度考虑,暂时 Hi-C 可以做两个技术重复,即如果一个样本理论上需要测 180G 数据量,那我们建两个文库,每个文库测 90G,分析数据相关性比较高后将两个文库的数据进行整合。


Q样品交联后检测出现降解、DNA 蛋白复合物少怎么办?


A

1) 植物或者动物组织尽量剪碎,保证充分交联。

2) 要注意交联反应温度(25 度左右)和时间,甲醛处理时间过长,未及时中和容易导致样本降解。

3) 同时要保证样本新鲜。



Qbin size 的真正含义是什么?


A在所设定的 bin size 下,80%—90%以上的 bin 对有 reads 支持(80%—90%bin 与 bin 之间有互作),则认为此分辨率是可以达到的。市场上偷换概念者大有人在,把 bin size 设得特别小,但是很多 bin 都是空的,即和其他 bin 没有互作,可能也就 50% 甚至更低的 bin 之间有互作,达不到承诺的分辨率。



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